在桥梁正常服役的设计基准期内,拉吊索钢丝因长期受到高温、高湿和高盐等环境因素侵蚀影响发生腐蚀破坏,在钢丝表面出现蚀坑缺陷,显著弱化其疲劳等力学性能。加之车辆荷载和风荷载等随机动荷载的持续作用,使得拉吊索钢丝成为在桥梁正常运营过程中寿命最低、最容易破坏的部分。带有腐蚀缺陷的钢丝在疲劳破坏发生时,往往呈现无预兆的脆性破坏,严重威胁人类生命财产安全。因此,研究带有腐蚀蚀坑缺陷的拉吊索钢丝的疲劳强度等力学性能,进而准确地评估和预测桥梁拉吊索服役期间的安全状态和使用性能,对使用拉吊索构件桥梁的安全运营和科学养护管理具有重要工程意义。本文结合文献中桥梁荷载实测数据和拉吊索钢丝预腐蚀疲劳试验结果,利用有限元分析方法开展了对随机荷载作用下的不同腐蚀等级的桥梁拉吊索钢丝的疲劳性能与剩余疲劳寿命研究。本文的主要研究工作和结论如下:(1)将文献中索体结构常用高强镀锌钢丝乙酸盐雾预腐蚀试验的结果,按照质量损失率为度量划分钢丝腐蚀等级。以长度、宽度和深度三个参数确定简化蚀坑模型,并随机分布于钢丝试件模型表面。通过有限元计算研究各个腐蚀等级带蚀坑试件应力分布情况并确定最大等效应力值位置。(2)对文献中预腐蚀钢丝试件的疲劳试验结果进行分析,使用带蚀坑缺陷的模型进行常幅值正弦波荷载加载模拟。根据疲劳破坏机理与断口形貌特征确定钢丝疲劳寿命在模型寿命云图中的最佳符合位置为距疲劳裂纹区沿直径方向1/3与1/2直径长度之间,此时模型在疲劳性能计算方面与疲劳试验结果符合较好,对疲劳寿命预测具有足够的精度。(3)依据文献中桥梁实例通行车辆统计特征,模拟车辆荷载,并按照应力时程叠加基于实测风参数的风荷载模型荷载谱结论,提出了具有足够精度的拉吊索疲劳荷载谱。以此加载到蚀坑试件模型,得出随机荷载下剩余疲劳寿命预测值。(4)分析比较了不同疲劳累积损伤理论,并讨论其易用性和适用范围。基于文献中预腐蚀拉吊索钢丝的疲劳试验数据,拟合不同腐蚀等级下的应力-寿命曲线(S-N曲线),以此为基础计算随机荷载谱下的腐蚀钢丝疲劳寿命。与蚀坑模型数值仿真试验方法比较分析,在腐蚀程度较小时偏离程度较大,随着腐蚀程度加深,剩余疲劳寿命预测结果相似。